[發明專利]輻射收集器

有效

• 申請號: 201210259793.X
• 申請日: 2007-09-28
• 公開（公告）號: CN102914063A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: A·佩德雷蒂
• 申請（專利權）人: 空氣光能源IP有限公司
• 主分類號: F24J2/10
• 分類號: F24J2/10;F24J2/07;F24J2/12;F24J2/14;F03G6/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李永波;楊國治

本申請是申請號20078002773.4，申請日2007年9月28日和發明名稱為“輻射收集器”的原申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種輻射收集器。

背景技術

所述類型的輻射收集器或集中器應用于太陽能發電廠等中。

直到現在由于還沒有克服光生伏打技術的缺陷而不能夠應用該技術以近似彌補成本的方式產生太陽能電。相反，一些時間以來，太陽熱發電廠已經在工業的規模上產電，其價格，相對于光生伏打技術而言，接近于采用常規方式產的電的當今普遍的商業價格。

在太陽熱發電廠中，太陽的輻射通過收集器借助于集中器被反射和特定地聚焦到某個地點上，由此在該處形成高溫。被集中的熱量可以引出和用于運行熱力機如渦輪機，該熱力機又驅動發電的發電機。

目前使用三種基本形式的太陽熱發電廠：盤式斯特林系統(Dish-Sterling-System)，塔式太陽能電站系統和拋物面槽式系統。

盤式斯特林系統裝備有拋物面反射鏡，它們將太陽光集中到其上布置有熱量接收器的焦點上。反射鏡可雙軸轉動地支承，以便能夠跟蹤當時的太陽位置，和具有幾米直至10m和更大的直徑，由此則達到每模塊直至50kW的功率。在熱量接收器中安裝的斯特林發動機將熱能直接地轉換成機械功，而通過該機械功產電。

在這點上可以參見US-PS4,543,945中所述的實施例和在西班牙安裝的歐盟Distal和Eurodish設備。

US-PS4,543,945在第一實施例中顯示了具有一個壓力室的收集器的結構原理，該壓力室由兩個圓的、相互上下重疊在一起的、在邊緣上連接的膜構成，其中上部的膜是透明的而下部的膜具有反射層。在充氣的狀態下壓力室具有透鏡的形狀，其中兩個膜球形地彎曲，結果，通過透明的部分入射的輻射被反射層集中到一個區域中，在此處熱量可以被取走。在第二實施例中，采用負壓室取代壓力室，從而通過環境壓力將具有反射層的膜置于球形的工作位置上。

設備Distal?I和Distal?II(分別在1992年和1997年投入運行)具有安裝在構架中的集中器，該集中器作為可擴張的膜繃在構架上和通過真空泵保持在工作位置上。原則上，該構架構成一個密封的空腔，該空腔用膜覆蓋位，如在鼓的膜的情況下那樣。通過真空泵產生的負壓將形成集中器的膜吸入到構架中(或通過環境壓力從外部壓入到構架中)和然后占據基本上球形的，但是幾乎是拋物面形狀的工作位置。Distal?II具有8.5m的反射鏡直徑或集中器直徑。

采用膜具有重量小的優點，這又使得在其上安裝膜的構架的費用較小。與常規的、重的和制造費用高的反射鏡相比，其結構費用明顯較小。對于具有高功率的系統，則將多個收集器(其本身是小的)對準到同一個熱量接收器。

盡管結構費用在采用(透鏡形狀的)壓力室下相對于上述負壓結構的Distal?II還可能有利地是較低的，但是該壓力室至今為止還沒有得到應用，因為在大尺寸下壓力室的可變形性，和因而集中器的可變形性，例如由于風的原因，是非常大的缺陷。集中器的變形大大地減小了設備的效率。這種缺陷在可以防風保護地插入到剛性構架中的作為集中器的負壓膜情況下是不存在的。

盤式斯特林系統在技術上是令人感興趣的，但是用于在工業規模上生產電具有缺陷。

塔式太陽能發電站系統具有一個中央的、升高地(在＂塔＂上)安裝的吸收器，其用于吸收通過上百個至上千的單個反射鏡向它反射的太陽光，由此太陽的輻射能通過許多反射鏡或集中器集中在吸收器中和由此使溫度達到直至1300℃，這有利于連接在下游的熱機(一般是用于發電的蒸汽渦輪機或流體渦輪機電站)的效率。在加尼福尼亞的設備＂Solar?two＂具有數個MW的功率。

拋物面槽發電廠具有大數量的收集器，它們具有橫向尺寸較小的長形集中器，和由此不是具有一個焦點，而是具有一個聚焦線。這些線性集中器目前具有20m直至150m的長度。用于被集中的熱量(直至近500℃)的吸收器管在聚焦線上延伸，該管將熱量輸送到發電廠。熱油或過熱水蒸氣例如可以用作輸送介質。